Источники теплоты при точечной, шовной и рельефной сварке

Нагрев и плавление металла происходят за счет выделения теплоты на электрических сопротивлениях при прохождении через них электрического тока. Полное количество теплоты, генерируемое между электродами за время сварки (), определяется законом Джоуля—Ленца

 

,                  (1)

 

где  — мгновенные значения сварочного тока, обычно меняющиеся в процессе сварки;  — общее сопротивление металла между электродами в момент времени . При сварке двух деталей из одного и того же металла и равной толщины (см рис.)

 

,             (2)

 

где  — собственное активное сопротивление деталей;  — контактное сопротивление менаду электродом и деталью;  — контактное сопротивление между деталями.

 

g9.jpg

 

Рис. Электрическое сопротивление зоны сварки:

а — распределение сопротивлений; б — эквивалентная электрическая схема

 

Условный, изменяющийся в процессе сварки диаметр контакта (электрод—деталь и деталь—деталь)  равен диаметру рабочей поверхности . Для электродов с идеальной сферической поверхностью диаметр контакта значительно изменяется в процессе сварки, например, в 1,5…2 раза с момента включения до момента выключения тока. Однако при выполнении большого числа точек на рабочей поверхности этих электродов образуется плоская площадка, диаметр которой приблизительно равен , т.е. и в этом случае . Однако края площадки на электродах с плоской рабочей поверхностью постепенно скругляются. Таким образом, несмотря на отличие первоначальной формы указанных типов электродов, наблюдается тенденция к образованию наиболее устойчивой конфигурации рабочей поверхности, отличающейся наличием плоской площадки на рабочей части с плавным переходом к наружной цилиндрической части электрода.

Сумму сопротивлений  часто называют общим контактным сопротивлением.

Для анализа роли в процессе нагрева контактных и собственных сопротивлений удобно представить уравнение (1) в следующем виде:

 

                 (3)

 

На сопротивления  и  в той или иной степени влияют свойства металлов, форма соединяемых деталей, усилие сжатия, неравномерность нагрева, состояние поверхности. Разделение сварочного контакта на зоны в значительной мере условно, так как электрические поля в них взаимосвязаны.

Всю совокупность факторов не представляется возможным учесть расчетным путем, поэтому во многих случаях прибегают к экспериментальным данным и упрощенным приближенным расчетам.

Обычно составляющие электрических сопротивлений (2) рассматривают в условиях холодного (до включения сварочного тока) и горячего (при протекании сварочного тока) состояний контакта. Холодный контакт мало характерен для сварки. Поэтому большое внимание уделяют горячему контакту (на стадии нагрева) и особенно конечному значению его сопротивления, которое при заданных условиях сварки обычно стабилизируется и определяется в основном собственным сопротивлением деталей. В конце цикла нагрева при высоких значениях давлений (250…600 МПа) и температур роль контактных сопротивлений становится незначительной.

 

Это интересно

Полуавтоматическая сварка заслужено занимает одно из ведущих мест среди большого количества способов соединения материалов. Ее используют как на производстве, так и в домашних условиях. Отличительной особенностью данного способа является необходимость использования горелок. Среди большого количества наименований данной продукции следует выделить горелки абикор бинцель, выгодно отличающихся от конкурентов оптимальным охлаждением, эргономичной рукояткой, гибкими и легкими шланговыми пакетами, износостойкой конструкцией и центральным разъемом типа «евро».
rss
Карта